專利名稱：一種采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法。
背景技術(shù)：
鈹青銅是一種過飽和固溶體銅基合金，屬于典型的析出硬化、可熱處理強(qiáng)化型合金。鈹青銅鑄錠在加熱過程中對(duì)控溫要求高，均勻化退火溫度范圍窄，溫度過高容易出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，溫度過低熱軋時(shí)容易開裂，并且熱軋的終軋溫度無法保證，達(dá)不到生產(chǎn)的要求。 現(xiàn)有鈹青銅熱軋開坯前都采用電加熱，其能耗高、透熱慢，電阻絲老化速度快，尤其不適應(yīng)于大鑄錠的規(guī)?；a(chǎn)，且電阻絲的定期更換所需要費(fèi)用高，維修不便。而且維修人員在更換電阻絲時(shí)容易吸入附著在電阻絲上的鈹粉塵、鈹煙霧，引起肺炎、肺水腫、鈹肺等職業(yè)病。使用天然氣步進(jìn)式加熱爐加熱的這種工藝可以實(shí)現(xiàn)2-5噸鈹青銅扁錠的規(guī)?；笈可a(chǎn)，大大提高了產(chǎn)能，并且降低了操作人員吸入鈹粉塵的幾率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。但是，傳統(tǒng)的步進(jìn)式加熱爐采用連續(xù)燃燒控制的方式，由于連續(xù)燃燒控制的方式往往受到燃料流量的調(diào)節(jié)和測(cè)量的精確性的制約，造成爐子低溫運(yùn)行時(shí)的控制效果不佳，混合不勻，浪費(fèi)能源。如空氣量不足，天然氣不充分燃燒產(chǎn)生黑煙，熱效率降低，并且污染環(huán)境；若空氣過剩，不僅會(huì)帶走大量熱能，并且浪費(fèi)燃料。同時(shí)過量的空氣還會(huì)加劇鈹青銅扁錠的表面氧化程度，降低了鈹青銅扁錠的利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種精確控制鈹青銅鑄錠溫度，實(shí)現(xiàn)均勻加熱，提高鈹青銅扁錠利用率的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為
一種采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征是采用數(shù)字化脈沖燃燒控制技術(shù)，通過調(diào)節(jié)燃燒時(shí)間的占空比來控制加熱爐的溫度； 在所述加熱爐的總煙道入口附近安裝檢測(cè)氧含量探頭； 所述加熱爐爐內(nèi)采用多段多區(qū)控制供熱方式；
所述的多段多區(qū)控制供熱方式是指鈹青銅扁錠在加熱爐內(nèi)經(jīng)過預(yù)熱段、加熱段和均熱段完成坯料的加熱過程，其中加熱段依據(jù)入料先后分為加熱段一區(qū)和加熱段二區(qū)，它們的加熱溫度均控制在83(T880°C，均熱段依據(jù)入料先后分為三段八個(gè)區(qū)，第一段三個(gè)區(qū)和第二段三個(gè)區(qū)沿加熱爐軸心平行設(shè)置，第三段兩個(gè)區(qū)沿加熱爐軸心平行設(shè)置，其中在加熱爐軸心位置處的兩個(gè)區(qū)域溫度控制在83(T880°C，其余區(qū)域溫度控制在80(T85(TC ； 所述加熱段和均熱段采用頂部平火焰燒嘴供熱； 所述均熱段后面的出料端兩側(cè)增設(shè)補(bǔ)熱燒嘴使出爐溫度在800士3°C ； 坯料在上述加熱段和均熱段的停留時(shí)間為8 - 12小時(shí)；上述鈹青銅扁錠在進(jìn)入加熱爐后每7分鐘向出料方向循環(huán)一步，直至進(jìn)入均熱段后至達(dá)到工藝要求的停留時(shí)間；
所述鈹青銅扁錠再進(jìn)入加熱爐前首先對(duì)加熱爐進(jìn)行600°C，2飛時(shí)的烘爐； 所述鈹青銅扁錠經(jīng)加熱、均熱出爐后達(dá)到熱軋機(jī)前，控制其溫度為780-800°C，軋制完成后，其終軋溫度為65(T70(TC。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)為
1、本步進(jìn)爐的加熱，先進(jìn)行烘爐處理，然后經(jīng)裝爐預(yù)熱、升溫加熱、均熱保溫、補(bǔ)熱保溫后出爐熱軋。2、經(jīng)600°C X (2-4)小時(shí)烘爐后，裝料進(jìn)入預(yù)熱段，進(jìn)入預(yù)熱段后，在微還原氣氛下，每7分鐘向前步進(jìn)一步的速度前進(jìn)。在步進(jìn)時(shí)，預(yù)熱段設(shè)定溫度700°C ；加熱段溫度 8500C ；保溫段二區(qū)、五區(qū)(如圖1)設(shè)定溫度850°C，其余各區(qū)設(shè)定溫度830°C。3、采用多段多區(qū)控制供熱方式，通過增加輔助檢測(cè)熱電偶數(shù)量，及時(shí)調(diào)整燒嘴的熱負(fù)荷，保證鑄錠溫度的均勻性。合理的爐型結(jié)構(gòu)和熱負(fù)荷分配使加熱爐升溫快，錠溫均勻，滿足料坯的加熱要求。4、本發(fā)明采用控制脈沖控制器的脈沖周期中燃燒時(shí)間來控制熱量的供入，進(jìn)而控制爐溫，可以滿足加熱坯料溫差小、均勻性好的要求。5、本發(fā)明采用空/燃比調(diào)節(jié)技術(shù)，通過檢測(cè)爐內(nèi)氧含量，實(shí)現(xiàn)加熱爐在微還原氣氛下燃燒，達(dá)到爐膛氣氛控制，保證坯料的加熱質(zhì)量，滿足加熱工藝要求。6、本發(fā)明采用各種防護(hù)措施，如增設(shè)除塵設(shè)備，在加熱設(shè)備和風(fēng)機(jī)之間設(shè)安全聯(lián)鎖裝置等，有效防止操作人員吸入鈹粉塵，防止工作現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生，保證設(shè)備和人身的安全。綜上所述，本發(fā)明采用多段多區(qū)控制供熱方式，利用數(shù)字化燃燒控制技術(shù)——脈沖燃燒控制技術(shù)，通過調(diào)整空/燃比，使鈹青銅鑄錠在微還原氣氛下實(shí)現(xiàn)均勻加熱、精確控溫并達(dá)到批量生產(chǎn)的目的。


附圖1為本發(fā)明中多段多區(qū)控制供熱方式原理圖。
具體實(shí)施例方式本步進(jìn)式加熱爐采用天然氣加熱，天然氣熱值Qis= 34. 9IMJ/ Nm3 ；爐前接點(diǎn)壓力8 10 kPa;低發(fā)熱值34. 91 MJ/Nm3。鈹青銅扁錠爐內(nèi)經(jīng)過預(yù)熱段、加熱段、均熱段，完成坯料的加熱保溫過程，實(shí)現(xiàn)軋制工藝所要求的加熱溫度和錠溫均勻性。1、烘爐在裝爐前對(duì)加熱爐進(jìn)行600°C X4小時(shí)的烘爐。為保證安全，加熱設(shè)備與風(fēng)機(jī)之間設(shè)安全連鎖裝置，嚴(yán)防燃?xì)獾构?，發(fā)生爆炸事故。當(dāng)風(fēng)機(jī)出口壓力或燃?xì)饪偣軌毫^低時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉燃?xì)饪偣苌系目焖偾袛嚅y，并打開氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)，同時(shí)還發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，在空氣管道上設(shè)置泄爆膜。2、裝料預(yù)熱通過步進(jìn)爐的上料機(jī)構(gòu)，將鈹青銅扁錠裝爐，裝爐后隨即進(jìn)入預(yù)熱段進(jìn)行加熱，預(yù)熱段溫度為700°C。本加熱爐在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣與先進(jìn)的除塵設(shè)備相連，含鈹粉塵氣體在風(fēng)機(jī)的引導(dǎo)下進(jìn)入除塵器后，由于氣流端面的突然擴(kuò)大及氣流分布板的作用，氣流中一部分顆粒粗大的塵粒在重力和慣性力的作用下，沉降到灰斗；粒度細(xì)、密度小的塵粒進(jìn)入過濾室，通過布朗擴(kuò)散和纖維攔截等綜合效應(yīng)，使鈹粉塵沉積在濾筒的濾料表面，凈化后的氣體進(jìn)入凈氣室內(nèi)，由出風(fēng)口經(jīng)風(fēng)機(jī)排出。鈹青銅扁錠在預(yù)熱段中以7分鐘向前一步的速度向前步進(jìn)加熱。3、升溫加熱本加熱爐的加熱段分前后兩個(gè)區(qū)加熱段一區(qū)和加熱段二區(qū)(如圖 1)。加熱采用數(shù)字化燃燒控制技術(shù)——脈沖燃燒控制，即采用間斷燃燒的方式，使用脈寬調(diào)制技術(shù)，通過調(diào)節(jié)燃燒時(shí)間的占空比(通斷比)實(shí)現(xiàn)加熱爐的溫度控制。燃料流量通過壓力調(diào)整預(yù)先設(shè)定，燒嘴一旦工作，就處于良好性能負(fù)荷狀態(tài)，保證燒嘴的工作性能最佳?？紤]到鈹青銅鑄錠溫度的均勻性，本加熱爐采用頂部平火焰燒嘴供熱。加熱段一區(qū)和加熱段二區(qū)的設(shè)定溫度為850°C。鈹青銅扁錠從預(yù)熱段進(jìn)入加熱段后，仍以每7分鐘向前一步的速度繼續(xù)步進(jìn)加熱。4、均熱保溫均熱段共分八個(gè)區(qū)(如圖1)。其中均熱段二區(qū)和均熱段五區(qū)設(shè)定溫度為850°C，其余六個(gè)區(qū)設(shè)定溫度為830°C。當(dāng)鈹青銅扁錠進(jìn)入到均熱段后，停止步進(jìn)，使鈹青銅扁錠進(jìn)行充分的均熱。為保證鈹青銅扁錠加熱過程中的表面質(zhì)量，在加熱爐的總煙道入口附近安裝檢測(cè)氧含量探頭，對(duì)煙氣中的含氧量進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果用于在線爐膛氣氛的控制與調(diào)節(jié)，有效地控制爐膛氣氛，滿足鈹青銅扁錠在微還原氣氛下的加熱工藝要求。保溫至工藝要求時(shí)間后，加熱爐繼續(xù)向前步進(jìn)。5、補(bǔ)熱保溫由于出料工位沒有供熱的平焰燒嘴，鑄錠在到達(dá)出料工位時(shí)溫降快， 出爐后不能達(dá)到預(yù)期的開軋溫度，所以在出料端兩側(cè)各設(shè)一個(gè)補(bǔ)熱燒嘴。6、出爐熱軋鈹青銅扁錠從裝爐到出爐的時(shí)間為纊12小時(shí)，出爐溫度為 800士3°C。經(jīng)加熱保溫后的鑄錠出爐后到達(dá)熱軋機(jī)前，溫度為780-800°C，滿足鈹青銅的開軋溫度，軋制完成后，其終軋溫度為660°C以上。經(jīng)過該加熱工藝的鈹青銅鑄錠錠溫均勻，熱軋后的熱軋卷沒有側(cè)彎，厚度差在橫向/縱向上都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，材料的硬度、組織力學(xué)性能符合要求。
權(quán)利要求
1.一種采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征是采用數(shù)字化脈沖燃燒控制技術(shù)，通過調(diào)節(jié)燃燒時(shí)間的占空比來控制加熱爐的溫度。
2.按照權(quán)利要求1所述的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征是在所述加熱爐的總煙道入口附近安裝檢測(cè)氧含量探頭。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征是所述加熱爐爐內(nèi)采用多段多區(qū)控制供熱方式。
4.按照權(quán)利要求3所述的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征在于所述的多段多區(qū)控制供熱方式是指鈹青銅扁錠在加熱爐內(nèi)經(jīng)過預(yù)熱段、加熱段和均熱段完成坯料的加熱過程，其中加熱段依據(jù)入料先后分為加熱段一區(qū)和加熱段二區(qū)，它們的加熱溫度均控制在83(T880°C，均熱段依據(jù)入料先后分為三段八個(gè)區(qū)，第一段三個(gè)區(qū)和第二段三個(gè)區(qū)沿加熱爐軸心平行設(shè)置，第三段兩個(gè)區(qū)沿加熱爐軸心平行設(shè)置，其中在加熱爐軸心位置處的兩個(gè)區(qū)域溫度控制在83(T880°C，其余區(qū)域溫度控制在80(T85(TC。
5.按照權(quán)利要求4所述的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征在于所述加熱段和均熱段采用頂部平火焰燒嘴供熱。
6.按照權(quán)利要求4所述的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征在于所述均熱段后面的出料端兩側(cè)增設(shè)補(bǔ)熱燒嘴使出爐溫度在800士3°C。
7.按照權(quán)利要求4所述的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征在于坯料在上述加熱段和均熱段的停留時(shí)間為8 - 12小時(shí)。
8.按照權(quán)利要求4所述的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征在于上述鈹青銅扁錠在進(jìn)入加熱爐后每7分鐘向出料方向循環(huán)一步，直至進(jìn)入均熱段后至達(dá)到工藝要求的停留時(shí)間。
9.按照權(quán)利要求4所述的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征在于所述鈹青銅扁錠再進(jìn)入加熱爐前首先對(duì)加熱爐進(jìn)行600°C，2飛時(shí)的烘爐。
10.按照權(quán)利要求4所述的采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征是所述鈹青銅扁錠經(jīng)加熱、均熱出爐后達(dá)到熱軋機(jī)前，控制其溫度為780-800°C，軋制完成后，其終軋溫度為65(T70(TC。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用天然氣步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)鈹青銅扁錠的方法，其特征是采用數(shù)字化脈沖燃燒控制技術(shù)，通過調(diào)節(jié)燃燒時(shí)間的占空比來控制加熱爐的溫度。本發(fā)明采用多段多區(qū)控制供熱方式，利用數(shù)字化燃燒控制技術(shù)——脈沖燃燒控制技術(shù)，通過調(diào)整空／燃比，使鈹青銅鑄錠在微還原氣氛下實(shí)現(xiàn)均勻加熱、精確控溫并達(dá)到批量生產(chǎn)的目的。
文檔編號(hào)C22F1/08GK102383079SQ20111035444
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者吳文博, 岳麗娟, 崔書輝, 焦曉亮 申請(qǐng)人:中色(寧夏)東方集團(tuán)有限公司